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LOS MOTORES DE PISTONES OPUESTOS no deben confundirse con los motores bóxer, en los que se oponen horizontalmente dos cilindros con un pistón cada uno, y en los que una culata administra la apertura de las válvulas de admisión y escape. Algunas variaciones de los diseños de pistones opuestos montan un solo cigüeñal. Los motores navales Gobron-Brillié5 y Doxford10 usaban un cigüeñal en un extremo de los cilindros y una cruceta para el pistón opuesto. Los desplazamientos de los extremos a menudo eran desiguales, lo que debía corregirse mecánicamente para ayudar a mantener el equilibrio del motor. En cambio, en el motor de pistones opuestos cada cilindro tiene dos pistones, uno en cada extremo; la inyección de combustible y aire se produce en los lados del cilindro y no en la parte superior. El pistón superior baja y el inferior sube al mismo tiempo, comprimiendo la mezcla; así, cuando se produce la explosión, ambos pistones se mueven. Por lo tanto, en este motor no hacen falta culata, válvulas o árbol de levas; toda la estructura necesaria para funcionar está en el mismo cilindro.

Características de los émbolos Teniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento a que están sometidos, los émbolos deben reunir las siguientes características:     

Disponer de una estructura robusta, sobre todo en las zonas de mayor esfuerzo, como son la cabeza y el alojamiento del bulón. Tener el menor peso posible y estar perfectamente equilibrados en todos los cilindros. Máxima resistencia al desgaste y a los agentes corrosivos. Mínimo coeficiente de dilatación. Gran conductibilidad térmica.

El material empleado para la fabricación de émbolos destinados a motores es a base de aleaciones ligeras, a base de aluminio-silicio con ligeros contenidos de Cu, Ni y Mg, fundidas en coquilla. Una vez mecanizados se someten a un tratamiento térmico escalonado con la finalidad de elevar la dureza y resistencia al desgaste. Para motores de alta potencia y Diesel sobrealimentados, los pistones se fabrican mediante forja y estampación, con altos contenidos de silicio, hasta un 25%.

Tipos de émbolos Los diferentes tipos de émbolos empleados actualmente en automoción se diferencian esencialmente por los procedimientos empleados en cuanto a diseño, para regular la dilatación térmica. Los mas importante son los siguientes: 

Émbolos auto térmico con bandas anulares Las bandas de acero, a modo de arandelas, se insertan circularmente durante la fundición e impiden una dilatación térmica exagerada en todo el perímetro circular. Estos émbolos de falda completa son aptos para motores de dos tiempos con distribución por lumbreras y aseguran una holgura constante en toda su periferia.

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Embolo compensador En él se aprovecha la diferencia de temperatura entre la cabeza y la falda para fabricarlo en forma acampanada y ligeramente ovalada en sentido perpendicular al eje del bulón. Con esta disposición la falda del émbolo queda ajustada en frío, lo que impide el cabeceo. Cuando se alcanza al temperatura de trabajo, la dilatación se produce en el sentido del menor diámetro del émbolo, que toma forma cilíndrica.

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Embolo compensado por ranuras En esta clase de émbolo la compensación térmica se realiza practicando en la falda del émbolo unas ranuras en forma de "T" o en "U". Esta precaución da lugar a que la dilatación térmica se produzca a través de ellas sin que aumente el diámetro del émbolo. Este se caracteriza por su sencillez y economía, empleándose en motores de serie de pequeña cilindrada. Es necesario cuidar en su montaje que la ranura no quede situada en la zona de mayor esfuerzo lateral. Otro émbolo de este tipo es el tubular, donde la cabeza va separada de la falda por medio de una garganta circular, interrumpida en la zona del bulón. Con esta disposición la falda queda separada de las fuertes temperaturas y dilataciones térmicas a que está sometida la cabeza.

Segmentos Los segmentos son unos anillos elásticos situados sobre las ranuras practicadas en la cabeza del pistón. Tienen como misión:   

Hacer estanco el recinto volumétrico durante el desplazamiento del émbolo. Asegurar la lubricación del cilindro. Transmitir el calor absorbido por el émbolo, a la pared del cilindro para su evacuación.

Tipos de segmentos según el trabajo que realizan Existen dos tipos de segmentos:  

Segmentos de compresión. Segmentos de engrase

Tipos de segmentos según su forma y características (figura inferior): 

Segmento cilíndrico de sección rectangular (A) Se utiliza como segmento de fuego, al cual se le da un revestimiento de cromo con un espesor de 0,06 a 1 mm, según las características del motor. Presenta gran superficie de contacto que facilita la estanqueidad y la evacuación del calor.

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Segmento cónico (B) Se emplea como segmento de compresión y se sitúa debajo del segmento de fuego. Su forma acelera el asiento circular durante el rodaje como consecuencia de su conicidad. La cara superior debe venir marcada para no invertir su posición en el montaje ya que, en este caso, aumentaría considerablemente el paso de aceite.

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Segmento de torsión (C) Este tipo de segmento conserva su forma cilíndrica en la parte exterior o superficie de asiento, pero tiene una cierta conocidad en la parte

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interior. A cada variación de sentido del émbolo tiende a bascular en su ranura, lo cual aumente la estanqueidad durante la carrera de ascenso y durante el descenso hace las veces de segmento rascador. Segmento trapecial (D y E) Se utiliza en motores con elevada temperatura interna, como en los Diesel. La menor dimensión de la cara interna, debido a la forma trapecial, les permite bascular en ambos sentidos y evita que se queden clavados en la ranura por efecto de la mayor dilatación en esa zona. Se utiliza como segmento de fuego.

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Segmento con expansor (F) Conserva las características de fundición en cuanto a la cara de deslizamiento, pero lleva sobre el fondo del alojamiento un resorte de banda de acero que le permite aumentar la presión superficial sobre el cilindro.

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Segmentos recogedores de aceite (tipo G y H) Se emplean como segmentos de engrase. Tienen forma de U, con unos orificios o ranuras centrales a través de las cuales pasa el aceite al interior del pistón para su retorno al cárter. La forma de los labios puede ser recta (G) o en forma de bisel (H).

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Aro compuesto (I) Se emplea también como segmento de engrase. Esta formado por una arandela guía (1) a cada lado del segmento, un espaciador hueco (2) y un expansor (3) de lámina de acero.

Bielas para motores en "V" Las bielas empleadas en estos motores, cuya unión al cigüeñal se realiza de una forma especial, suelen ser de tres tipos:   

Bielas ahorquilladas Bielas articuladas Bielas conjugadas

Bielas a horquilladas Este sistema emplea un casquillo común para unir las dos bielas que trabajan sobre el mismo codo del cigüeñal. El casquillo va montado fijo en la biela principal y hace de bulón en la biela secundaria que tiene dos cabezas. Las ventajas de este sistema consisten en que se aprovecha al máximo el casquillo de unión y las carreras se realizan perfectamente, sin que se produzcan esfuerzos adicionales. Tienen el inconveniente de su elevado costo y que el cojinete de unión soporta mayores esfuerzos, ya que tiene que sufrir los efectos de inercia y las cargas de ambas bielas.

Bielas articuladas Este tipo realiza la articulación de la biela secundaria en la parte lateral de la biela principal. Emplea un cojinete único para ambas bielas y su construcción es más sencilla y económica. Por el contrario, en este montaje son mayores los esfuerzos laterales que se producen en el émbolo, como consecuencia de la posición de los ejes de las bielas y también lo son las flexiones a que esta sometida la biela principal debido al empuje que sobre ella realiza la biela secundaria.

Bielas conjugadas: Este tipo de biela es el más empleado en la actualidad para motores en V. Se caracterizan por ser iguales e independientes en su funcionamiento y se articulan sobre la misma muñequilla del cigüeñal. Tienen el inconveniente del rozamiento lateral que se produce entre ambas bielas, por lo que requieren un tratamiento especial en esa zona para que el desgaste sea mínimo.

EXISTEN DIFERENTES UTILIZADAS SON:

TIPOS

DE

POLEAS

DE CIGÜEÑAL,

LAS

MÁS

- Polea monobloque: Es la más antigua y en la actualidad, prácticamente en desuso. No desempeña la función de amortiguador de vibraciones.

- Polea simple o dámper: La más utilizada tanto en motores diesel como gasolina. Está formada por 3 piezas o masas, 2 de ellas metálicas (de fundición, acero o aluminio) y un anillo de caucho que se ocupa de la unión de ambas además de ejercer la función de amortiguador de vibraciones.

- Polea doble o filtrante: Montada solo en motores diesel de última generación para filtrar vibraciones de más baja frecuencia (aparecidas debido a la evolución de los sistemas de inyección). Consta de 7 a 8 piezas metálicas y 2 anillos de caucho.

- Polea para motor equipado con “Stop & Start”: se trata de un dámper de características similares a los anteriores pero más reforzado para poder resistir a un mayor número de paradas y arranques. Como se ha dicho hace un momento, el dámper es una pieza que absorbe las vibraciones surgidas en el cigüeñal durante el funcionamiento del motor. Debido a su complejidad, el precio de esta pieza es elevado. Algunos fabricantes ofrecen este producto a un precio muy inferior al habitual.

Cuidado!!! En numerosas ocasiones este producto no cumple con las especificaciones del fabricante. El bajo poder para absorber vibraciones y el peso superior al dámper original puede provocar la rotura del cigüeñal.

Dámper con calidad original

Dámper con calidad inferior